Загрузил danya.voronov2015

Документ Microsoft Word (3)

Реклама
Как устроен компьютер
§ 29. Современные компьютерные системы
§ 30. Принципы устройства компьютеров
§ 31. Магистрально-модульная организация
компьютера
§ 32. Процессор
§ 33. Память
§ 34. Устройства ввода и вывода
Параллельные вычисления — это вычисления
на многопроцессорных системах, при которых
одновременно выполняются многие действия,
необходимые для решения одной или нескольких
задач.
Суперкомпьютеры
• исследование климата
• создание математических моделей молекул
• синтез новых материалов и лекарств
• расчёт процессов горения и взрыва
• моделирование обтекания летательных
аппаратов
• моделирование ситуаций в экономике
• расчёты процессов нефте- и газодобычи
• проектирование новых электронных
устройств
Компьютеры V поколения
Япония, 1982-1992
Цель – создание суперкомпьютера с
функциями искусственного интеллекта
• обработка знаний с помощью
логических средств
• сверхбольшие базы данных
• использование параллельных
вычислений
• распределенные вычисления
• голосовое общение с компьютером
• постепенная замена программных
средств на аппаратные
Проблемы:
• идея саморазвития системы
провалилась
• неверная оценка баланса
программных и аппаратных средств
• традиционные компьютеры достигли
большего
• ненадежность технологий
• израсходовано 50 млрд. йен
§ 30. Принципы устройства компьютеров
• состав основных компонентов
вычислительной машины
• принцип двоичного кодирования
• принцип адресности памяти
• принцип иерархической (многоуровневой)
организации памяти
• принцип хранимой программы
• принцип программного управления
• оперативная память состоит из отдельных
битов
• группы соседних битов объединяется в
ячейки
• каждая ячейка имеет свой адрес (номер)
• нумерация ячеек начинается с нуля
• за один раз можно прочитать или записать
только целую ячейку
RAM = Random Access Memory
чтение данных из ячеек и запись в них в
произвольном порядке
• ОЗУ – оперативное запоминающее
устройство (оперативная память)
• ПЗУ – постоянное запоминающее
устройство
ROM = Read Only Memory
▫ содержит программное
обеспечение для загрузки и
тестирования компьютера
▫ запись запрещена
Что такое архитектура?
Архитектура компьютера – это общие
принципы построения конкретного семейства
компьютеров (PDP, ЕС ЭВМ, Apple, IBM PC,
…).
• принципы построения системы команд и
их кодирования
• форматы данных и особенности их
машинного представления
• алгоритм выполнения команд программы
• способы доступа к памяти и внешним
устройствам
• возможности изменения конфигурации
оборудования
Особенности мобильных устройств
Требования:
• уменьшенные размеры и вес
• специальные функции (приём и передача
речи)
• экономия заряда аккумулятора
• геолокация (GPS)
• Архитектура ARM = Advanced RISC
Machine – усовершенствованная RISCмашина
• процессор + ОЗУ + модули беспроводной
связи на одном кристалле
• уменьшенное потребление энергии
• экономичные («спящие») режимы
• команды для цифровой обработки звука
§ 31. Магистрально-модульная
организация компьютера
Магистрально-модульная архитектура:
набор устройств (модулей) легко
расширяется путём подключения к шине
(магистрали).
Принцип открытой архитектуры (IBM):
• спецификация на шину (детальное
описание всех параметров) опубликована
• производители могут выпускать новые
совместимые устройства
• на материнской плате есть стандартные
разъёмы
• нужны драйвера (программы управления)
для каждого устройства
§ 32. Процессор
Процессор – это устройство,
предназначенное для автоматического
считывания команд программы, их
расшифровки и выполнения.
• AЛУ = арифметико-логическое
устройство, выполняет обработку данных
• УУ = устройство управления, которое
управляет выполнением программы и
обеспечивает согласованную работу всех
узлов компьютера
Устройство управления
• извлечение из памяти очередной команды
• расшифровка команды, определение
необходимых действий
• определение адресов ячеек памяти, где
находятся исходные данные
• занесение в АЛУ исходных данных
• управление выполнением операции
• сохранение результата
§ 33. Память
Память — это Как устроен компьютер,
которое используется для записи, хранения
и выдачи по запросу команд программы и
данных.
• внутренняя или основная (для хранения
программ и данных в момент решения
задачи), ОЗУ и ПЗУ
• внешняя или долговременная (… на
длительный срок)
Внешняя память
• данные располагается блоками (на дисках
– сектора)
• блок данных читается и пишется как
единое целое; работать с частью блока
невозможно
• прежде чем процессор сможет
использовать программу или данные, их
нужно загрузить из внешней памяти в
ОЗУ
• обменом данными управляют
контроллеры
Кэш-память
Кэш-память — это память, ускоряющая
работу другого (более медленного) типа
памяти, за счёт сохранения прочитанных
данных на случай повторного обращения к
ним.
Проблемы:
• небольшой объём, быстро заполняется
• при изменении данных в регистрах нужно
обновлять кэш
§ 34. Устройства ввода и вывода
Устройством ввода называется
устройство, которое: позволяет человеку
отдавать компьютеру команды и/или
выполняет первичное преобразование
данных в форму, пригодную для хранения
и обработки в компьютере.
Принтер – устройство для вывода
информации на бумагу или пленку.
Разрешающая способность
dpi = dots per inch, точки на дюйм
обычно 300 – 600 dpi
1200 dpi (типографское
качество)
Виды принтеров
• матричные (красящая лента)
• струйные (чернила)
• лазерные (порошок)
сублимационные (красящая лента)
Скачать